JP2007537585A - Planar inductor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】高いQ値および低い直列抵抗を有するインダクターを提供する。
【解決手段】平面インダクターは基板(300、310)の上に金属元素(11−14)を含み、該金属元素は、該元素の少なくとも一つの面(2)から該元素に沿っておよび該元素まで延びる少なくとも一個の溝(20)を備える。該溝(単数または複数)(20)は、基板(300、310)の表面に対して略直角方向に延び、より高いQ値を提供するとともに、より低い直列抵抗もまた達成される。インダクターは溝の付いた層(11、13、14)および溝の付いていない層(12)を含んでもよい。本発明はまたインダクターの製造方法にも関する。
【選択図】図2An inductor having a high Q value and a low series resistance is provided.
A planar inductor includes a metal element (11-14) on a substrate (300, 310), the metal element from and along the element from at least one face (2) of the element. At least one groove (20). The groove (s) (20) extend substantially perpendicular to the surface of the substrate (300, 310) to provide a higher Q value and a lower series resistance is also achieved. The inductor may include a grooved layer (11, 13, 14) and a non-grooved layer (12). The present invention also relates to a method for manufacturing an inductor.
[Selection] Figure 2
Description
本発明はインダクター、とりわけ集積回路に用いられる種類の金属の平面インダクターに関する。 The present invention relates to inductors, particularly metal planar inductors of the type used in integrated circuits.
多くの種類のインダクターが公知である。集積回路(IC)において最も一般的なインダクターの種類は、螺旋または類似の構造を備えた平面インダクターである。図1Aおよび1Bは、いわゆるビア201を介して金属インダクター200に接続された先行技術のインダクター100の平面図および垂直断面図である。製造技術および製造方法に応じて、インダクターは、通常は同一の金属から成る複数の(この場合二層の)金属層101および102から構成しうる。これは通常、たとえばCMOSまたはバイポーラICを用いた集積回路を製造する場合にあてはまる。通常はいかなる場合においても、大部分の公知の先行技術のICインダクターでは、金属部(またはより厳密に言えば、金属部分の各断面)は略長方形の断面を有する。
Many types of inductors are known. The most common type of inductor in an integrated circuit (IC) is a planar inductor with a spiral or similar structure. 1A and 1B are a plan view and a vertical cross-sectional view of a
この種の半インダクター集積平面インダクターは通常、相対的に低いQ値を有する。また近年これらインダクターはサブマイクロ工程で製造されるため、インダクターの直列抵抗が、携帯電話装置への適用といった高周波数の適用にとっては深刻な問題となりうる。 This type of semi-inductor integrated planar inductor typically has a relatively low Q factor. In recent years, since these inductors are manufactured in a sub-micro process, the series resistance of the inductors can be a serious problem for high frequency applications such as application to mobile phone devices.
通常、直接抵抗を低下させるためには、導電性の良好な材料を用いてインダクターの金属層を形成する。また、幅の広い金属層を有するインダクターも使用しうるが、このような幅の広い層は、インダクターを形成する基板に対する寄生容量が大きい傾向がある。 Usually, in order to directly reduce the resistance, the metal layer of the inductor is formed using a material having good conductivity. An inductor having a wide metal layer can also be used, but such a wide layer tends to have a large parasitic capacitance with respect to the substrate on which the inductor is formed.
さらに、インダクター自体から生成される熱も、電力増幅器といった高電流を伴う適用に発生するもう一つの問題である。 Furthermore, the heat generated from the inductor itself is another problem that arises in high current applications such as power amplifiers.
インダクターに高周波信号を印加する時、インダクターの直列抵抗は下記の式で表される表皮効果と関連している。
ここで、ρは抵抗率、ωは角周波数、fは周波数およびμは透過性である。
When a high frequency signal is applied to the inductor, the series resistance of the inductor is related to the skin effect expressed by the following equation.
Here, ρ is resistivity, ω is angular frequency, f is frequency, and μ is transmissivity.
表皮効果の結果、高周波信号がインダクターの金属の表面近傍を流れる。このことはインダクターの高周波抵抗(コンダクタンス)がインダクターの金属の表面積に依存することを示唆している。ここでこの表面積が増加すると表皮効果は低下し、したがってインダクターの直列抵抗も低下する。 As a result of the skin effect, a high frequency signal flows near the metal surface of the inductor. This suggests that the high frequency resistance (conductance) of the inductor depends on the metal surface area of the inductor. Here, as this surface area increases, the skin effect decreases, and therefore the series resistance of the inductor also decreases.
反対に、インダクターのQ値は下記の式で表すことができる。
ここで、Lはインダクタンス、Rは抵抗、Sは表面積およびIはインダクターの長さである。このようにしてQ値もまた表面積に依存している。表面積が増加すると、Q値は増加する。
Conversely, the Q value of the inductor can be expressed by the following equation.
Here, L is the inductance, R is the resistance, S is the surface area, and I is the length of the inductor. In this way, the Q value also depends on the surface area. As the surface area increases, the Q value increases.
高いQ値は、多くの状況において重要である。たとえば高周波回路において、インダクターはたとえばフィルター中でマッチング部品として使用されることが多く、インダクターの周波数選択が重要である。Q値の高い部品は良好な周波数特性を有する。 A high Q value is important in many situations. For example, in a high frequency circuit, an inductor is often used as a matching component in a filter, for example, and the frequency selection of the inductor is important. A component having a high Q value has good frequency characteristics.
特開平8−288463号公報および特開平9−251999号公報はともに、「側面」に溝、すなわち、基板の表面に対して略平行方向に金属本体へと進入する溝を備えた、基板の上の金属インダクターを開示している。(これら溝は「水平」溝と呼ぶこともできる。)基本的に、これら溝が原因となって、表面積が若干増加し、このようにして直列抵抗の低下およびインダクターのQ値の増加を提供しうる。しかし通常は、基板に対して直角方向(「垂直」方向)への金属層の延長は非常に小さい(多くの場合、0.5μm未満)。このように、これら先行技術文書に開示されたアプローチを使用すると、十分な「深さ」を有する(金属層の深くへと進入する)多数の溝を提供することは困難と思われる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-288463 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-251999 both have grooves on the “side surface”, that is, grooves that enter the metal body in a direction substantially parallel to the surface of the substrate. A metal inductor is disclosed. (These grooves can also be referred to as “horizontal” grooves.) Basically, these grooves cause a slight increase in surface area, thus providing a reduction in series resistance and an increase in inductor Q factor. Yes. However, usually the extension of the metal layer in the direction perpendicular to the substrate (the “vertical” direction) is very small (often less than 0.5 μm). Thus, using the approaches disclosed in these prior art documents, it would be difficult to provide multiple grooves with sufficient “depth” (entering deep into the metal layer).
さらに、特開平8−288463号公報および特開平9−251999号公報はフォトリソグラフィを用いて形成される。定在波を生じさせる放射によって、穴が「型」の壁内に生成され、該「型」に金属が充填されると、金属の壁中に対応する溝を生じさせる。この方法は、集積回路用の平面インダクターを生成する従来方法の一部を形成するものでない。 Further, JP-A-8-288463 and JP-A-9-251999 are formed using photolithography. Radiation that creates a standing wave creates holes in the “mold” wall that, when filled with metal, creates corresponding grooves in the metal wall. This method does not form part of the conventional method of producing planar inductors for integrated circuits.
本発明は、表皮効果を考慮の上、インダクターの表面積を大幅に増加させることによって、(比較的)高いQ値および(比較的)低い直列抵抗を有するインダクターを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an inductor having a (relatively) high Q value and (relatively) low series resistance by significantly increasing the surface area of the inductor in consideration of the skin effect.
本発明の第1の実施態様は、基板の上に金属元素を含み、該金属元素が、該元素の少なくとも一方の表面から該元素へと該元素に沿って延びる少なくとも一個の溝を備えた平面インダクターに関する。本発明によると、該少なくとも一個の溝は、基板の表面に対して略直角の方向に元素へと延びることを特徴とする。該少なくとも一個の溝が基板の表面に対して略直角方向に元素へと延びる。 A first embodiment of the invention comprises a planar surface comprising a metal element on a substrate, the metal element having at least one groove extending along the element from at least one surface of the element to the element. Related to inductors. According to the invention, the at least one groove extends into the element in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate. The at least one groove extends into the element in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate.
通常、インダクターを構成する金属元素(または層)の「幅」(すなわち、基板の表面に対して平行方向への該元素の一部の断面の延長部分)は、「高さ」(基板に対して直角方向への延長部分)よりも大きい。したがって、基板に対して直角方向に溝を作成することによって、上記に概説した目的(すなわち、金属元素の一般外側寸法を増加させることなく達成された金属表面積、すなわち基板の表面に対して平行な二次元平面において金属元素が閉める空間が大きいことを理由とする、高周波時の高いQ値およびより低い直列抵抗)を達成するために十分な「深さ」および「幅」を有する溝を提供することがより簡単となる。 Usually, the “width” of the metal element (or layer) constituting the inductor (ie, the extension of the cross section of a part of the element parallel to the surface of the substrate) is the “height” (relative to the substrate Larger than the perpendicular extension). Therefore, by creating the grooves perpendicular to the substrate, the objective outlined above (ie, the metal surface area achieved without increasing the general outer dimension of the metal element, ie, parallel to the surface of the substrate). Providing a groove having sufficient “depth” and “width” to achieve a high Q value and lower series resistance at high frequencies (because of the large space enclosed by the metal element in the two-dimensional plane) It becomes easier.
さらにこの態様において、溝は、平面インダクターを製造する従来の方法の枠内において、および上記に論じた先行技術の参考文献に開示された特定のフォトリソグラフィーを適用する必要なしに、簡単に生成することができる。 Furthermore, in this embodiment, the grooves are easily generated within the framework of conventional methods of manufacturing planar inductors and without the need to apply specific photolithography disclosed in the prior art references discussed above. be able to.
さらに、溝の幅および長さといった、金属元素の具体的な設計および寸法は、鋳造工程規則の範囲内でおよび従来の製造工程を用いて、インダクターの所望の特徴に応じて簡単に変化しおよび適応することができる。 Furthermore, the specific design and dimensions of the metal elements, such as the width and length of the grooves, can easily vary depending on the desired characteristics of the inductor and within the scope of the casting process rules and using conventional manufacturing processes and Can adapt.
このようにして本発明は、平面インダクターの導電性元素の有効表面積を増加させ、高周波数において、対応するインダクターの直列抵抗を低下させおよびQ値を増加させる簡単に実装されおよび自由度の高い方法を提供する。 Thus, the present invention provides a simple and highly flexible method of increasing the effective surface area of a conductive element in a planar inductor, reducing the series resistance of the corresponding inductor and increasing the Q value at high frequencies. I will provide a.
インダクターは、それぞれが基板と平行方向に延びる少なくとも二層の重なり合った(好ましくは同一の金属から成る)金属層を含むことによって、該層のうち少なくとも一層が一個または複数の該溝を備える層をなすインダクターであってもよい。インダクターを構成する金属元素の構造によって、従来の層構造IC工程を用いて溝を形成しおよびその(「高さ」または「深さ」といった)寸法を求めることができるため、この構造は有利でありうる。これによって従来の工程を用いた簡単な実装、および溝の寸法の選択における実装の簡単な自由度を提供する。「より深い」溝を得るために、追加の「溝の付いた」層を単に追加することができる。 The inductor includes at least two overlapping (preferably made of the same metal) metal layers each extending in a direction parallel to the substrate, whereby at least one of the layers comprises one or more of the grooves. It may be an inductor. This structure is advantageous because the structure of the metal elements that make up the inductor allows grooves to be formed and their dimensions (such as “height” or “depth”) determined using a conventional layered IC process. It is possible. This provides a simple mounting using conventional processes and a simple freedom of mounting in the selection of groove dimensions. To obtain “deeper” grooves, additional “grooved” layers can simply be added.
好適な実施形態の説明から簡単に理解できるように(後述部を参照)、また、層の使用は、「溝の付いた」および「溝の付いていない」層を選択的に塗布することによって、溝の寸法を厳密に求めることが可能になる。 As can be easily understood from the description of the preferred embodiment (see below), the use of layers is also achieved by selectively applying “grooved” and “non-grooved” layers. Therefore, it is possible to strictly determine the groove dimensions.
当然のことながら一枚の金属層を使用して、溝を、たとえば該金属層中で該溝を所望の深さまでエッチングすることによって提供することも可能である。しかしこの方法は、たとえば、溝の所望の寸法を厳密に求めるやり方に関してはあまり好ましくないと思われる。 Of course, it is also possible to use a single metal layer to provide the grooves, for example by etching the grooves in the metal layer to the desired depth. However, this method appears to be less preferred, for example, in terms of how to precisely determine the desired dimensions of the groove.
インダクターが重なり合った層に基づく平面インダクターである場合、一層またはそれ以上の該層は該溝(単数または複数)を備えていなくてもよい;溝の付いたおよび溝の付いていない層の数の選択は、表面積の最適化および(所定幅等を有する層中における所定の工程によって得ることができる溝の数といった)工程要件に基づいてもよい。当業者は、工程、材料および寸法の要件に鑑みると、層および溝の最適数およびそれらの寸法を選択することができる。 If the inductor is a planar inductor based on overlapping layers, one or more of the layers may not comprise the groove (s); the number of grooved and non-grooved layers The selection may be based on surface area optimization and process requirements (such as the number of grooves obtainable by a given process in a layer having a given width, etc.). One skilled in the art can select the optimum number of layers and grooves and their dimensions in view of process, material and dimensional requirements.
たとえばインダクターが金属層から構成されている場合、溝(単数または複数)は、該層の全体を該層の第1の表面から該層の第2の表面へと延び、該インダクターの別の層まで到達してもよい。このようにしてインダクターは、完全に溝の付いた層(内部で溝が一方の表面から反対の表面へと到達する層)および全く溝のない層から構成されてもよい。溝の深さは溝の付いた層の高さの合計に厳密に相当する。 For example, if the inductor is comprised of a metal layer, the groove (s) extend the entire layer from the first surface of the layer to the second surface of the layer, and another layer of the inductor. You may reach up to. In this way, the inductor may consist of a fully grooved layer (in which the groove reaches from one surface to the opposite surface) and a layer without any groove. The depth of the groove corresponds exactly to the sum of the heights of the grooved layers.
インダクターが、溝(単数または複数)が、該インダクターの一表面から、該層のうち少なくとも二層の全体に到達し、溝を備えていない層まで到達している、少なくとも三層の金属層を含んでもよい。 The inductor includes at least three metal layers in which the groove (s) reach from one surface of the inductor to at least two of the layers and to a non-grooved layer. May be included.
インダクターは、溝を備えていない層が溝を備えた層の間に挟まれている、少なくとも三層の金属層を含んでもよい。 The inductor may include at least three metal layers in which a layer without grooves is sandwiched between layers with grooves.
インダクターは、螺旋形状のインダクター、すなわち(基板の面内に)螺旋形状を有するインダクターであってもよい。好ましくは、溝(単数または複数)は、インダクターの螺旋形状に対応する螺旋形状も有し、すなわち、溝はインダクターの経路に追従する。 The inductor may be a spiral-shaped inductor, ie an inductor having a spiral shape (in the plane of the substrate). Preferably, the groove (s) also have a helical shape corresponding to the helical shape of the inductor, i.e. the groove follows the path of the inductor.
溝は好ましくは略平面内に配置される。 The grooves are preferably arranged in a substantially plane.
(層から構成されるかまたは構成されない)金属元素は、略長方形の断面を有しうる。 The metal element (consisting of or not composed of layers) may have a substantially rectangular cross section.
表面積を十分増加させるため、溝は、金属元素の「高さ」の少なくとも50%に相当する程度まで(すなわち、基板の表面に垂直方向への延長部分まで)金蔵元素へと延びてもよい。 In order to increase the surface area sufficiently, the groove may extend to the metallizing element to an extent corresponding to at least 50% of the “height” of the metal element (ie up to an extension perpendicular to the surface of the substrate).
溝が金属元素の「高さ」の少なくとも75%に相当する程度まで金属元素へと延びることが好ましい。 It is preferred that the groove extends to the metal element to an extent corresponding to at least 75% of the “height” of the metal element.
本発明の別の実施態様は、
金属元素を基板の上に塗布しまたは蒸着する工程;および
該金属元素に溝を提供する工程
を含む、平面インダクターを製造する方法に関する。
Another embodiment of the present invention is:
The present invention relates to a method of manufacturing a planar inductor, comprising: applying or depositing a metal element on a substrate; and providing a groove in the metal element.
本発明の本実施態様によると、溝は基板の表面に対して略垂直方向に金属元素へと延びるようにされる。 According to this embodiment of the invention, the groove extends into the metal element in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate.
金属元素を基板の上に塗布する工程が、少なくとも一層の金属層を基板の上に塗布する工程を含んでもよく;および
金属元素に溝を提供する工程が、
該少なくとも一層の金属層の上に非金属材料を塗布する工程;
該非金属材料中に溝を形成し、該溝は該非金属材料製の隔壁によって分離されている工程;
該溝に金属を充填し、これによって溝の付いた金属層を形成する工程
を含んでもよい。
Applying the metal element on the substrate may include applying at least one metal layer on the substrate; and providing a groove in the metal element;
Applying a non-metallic material on the at least one metal layer;
Forming a groove in the non-metallic material, the groove being separated by a partition made of the non-metallic material;
The groove may be filled with a metal, thereby forming a grooved metal layer.
図2Aおよび2Bは、本発明の実施形態による、いわゆるビア201によって金属インダクター200に接続された螺旋形状の平面インダクター1のそれぞれ平面図および垂直断面図である。インダクターは、(アルミニウム、銅またはタングステンといった)同一金属から成る二層の金属層11および12から構成される螺旋形状の金属元素を含む。インダクターは、該元素の一方の表面2から該元素へと、金属元素に沿って、基板の表面に対して略直角方向に延びる。(一方、金属層は基板の表面と平行に、基板に沿って延びる。)図示した実施形態において、溝は金属層のうち一層11を通過し、他方の金属層12の表面に到達する。
2A and 2B are a plan view and a vertical cross-sectional view, respectively, of a helical planar inductor 1 connected to a
このようにすると、図2Aおよび2Bを図1Aおよび1Bを比較すると、溝を組み込むことによって、螺旋形経路の延長方向における長さ単位あたりのインダクターの金属表面が、インダクターの一般外側寸法(高さ、長さ、幅)のいずれも、またはインダクターの各「巻き線」の断面の高さおよび幅、または螺旋に続く巻き線と巻き線との間の距離にも変化なく増加したことは明らかである。金属表面が増加したため、上述したようにインダクターの直列抵抗は減少しそのQ値は増加した。 In this way, comparing FIGS. 2A and 2B with FIGS. 1A and 1B, by incorporating a groove, the metal surface of the inductor per length unit in the direction of extension of the helical path will cause the inductor's general outer dimension (height (Length, width), or the height and width of the cross-section of each “winding” of the inductor, or the distance between the windings following the helix, is clearly increased. is there. As the metal surface increased, the series resistance of the inductor decreased and its Q value increased as described above.
溝の具体的な寸法は多くの因子に依存してもよく、装置の最適な性能および製造工程の簡便さを得るために変化してもよい。 The specific dimensions of the groove may depend on many factors and may vary to obtain the optimum performance of the device and the simplicity of the manufacturing process.
図2Aおよび2Bに示す構造は、(図示しない)基板の上に金属インダクター200の層を塗布することを開始して形成することができる。次に、(図示しない)絶縁層を塗布し(通常は、該絶縁層は二酸化ケイ素または何らかの誘電体から成る)、該絶縁層に穴が形成され、穴は(アルミニウム、銅またはタングステンといった)金属で充填され、ビア201を形成する。絶縁層の上部には、「溝の付いていない」金属層12が塗布され、その上部には「溝の付いた」金属層11が塗布される。
The structure shown in FIGS. 2A and 2B can be formed by starting to apply a layer of
図2Aおよび2Bに示す実施形態では、溝は金属元素の全部まで到達せず、該元素を上側の金属層12の高さに相当する所定の深さまで貫通のみである。当然のことながら、金属元素の上側の表面2(「溝の付いた」表面)を反対側の表面3(図2Bの「溝の付いていない」表面)まで最後まで溝を貫通させることによって、図3Aに示すように互いに分離した平行な金属経路または金属の糸を形成してもよい。本実施形態は場合によっては、実装がより簡単であってもよいが、図3Aと3Bとを比較するとわかるように最大の金属表面を提供しない。
In the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, the groove does not reach all of the metal element, but only penetrates the element to a predetermined depth corresponding to the height of the
図3Aおよび3Bは、図2Aおよび2Bの断面とちょうど同じく、それぞれ、二層の金属層11および12/12aをそれぞれ含み、(基板の表面に対して直角な)「垂直の」溝を備えた平面インダクターの断面を示す。しかし、図3Aにおいて溝はインダクターの上側の表面から下側の表面へと延びる。図3Aおよび3Bにおいて、aは下側の層12/12aの高さを表し(本明細書中で出願人らは、水平方向に延びる基板表面の上にインダクターが位置すると仮定する)、bは上側の層11の高さを表し、sは溝の幅を表し、およびwは溝によって分離される金属元素の幅を表す。
3A and 3B, just like the cross sections of FIGS. 2A and 2B, respectively, include two
インダクターの断面の金属部の全周囲Pは下記の方法で計算することができる。
P3A=4×[2×(a+b+w)]=8×(a+b+w)
The total perimeter P of the metal part in the cross section of the inductor can be calculated by the following method.
P 3A = 4 × [2 × (a + b + w)] = 8 × (a + b + w)
インダクターへと距離b(すなわち、上側の層11までであって下側の層12は貫通しない)のみ延びる溝を有する図3Bのインダクターは
P3B=2×(4w+3s)+2×(a+b)+6b=2a+8b+8w+6s
The inductor of FIG. 3B with a groove extending only a distance b (ie, up to the
このよう外周の差は
P3B−P3A=2a+8b+8w+6s−(8a+8b+8w)=6(s−a)
である。
Thus, the difference in the outer circumference is P 3B −P 3A = 2a + 8b + 8w + 6s− (8a + 8b + 8w) = 6 (s−a)
It is.
実際の実施形態において、「s」を「a」よりも大きくする(実際は多くの場合aは0.5μm未満である)ことのほうが簡単な場合が多い。これによって、金属元素の全部(層の全体を)を貫通していない溝を用いてより大きな外周が得られる。 In actual embodiments, it is often easier to make “s” larger than “a” (in many cases, a is often less than 0.5 μm). This provides a larger perimeter with a groove that does not penetrate all of the metal element (through the entire layer).
また、金属インダクターが接続される隣接する金属線と金属インダクターとの接続も考慮しなければならない。溝のない接触層は、端部においてより良好な接続特性を提供するため有利でありうる。 Also, the connection between the metal inductor and the adjacent metal wire to which the metal inductor is connected must be considered. A contact layer without grooves can be advantageous because it provides better connection characteristics at the edges.
図4Aおよび4Bは追加の層を含む代替的な設計を示す。図4Aでは、追加の層13は層12の上に載置され、「より高い」インダクターおよび「より深い」溝を提供した。図4Bは、追加的な層14が、溝の付いていない層12の「下」面に追加された(溝の付いた層と層との間に溝の付いていない層を有する「サンドイッチ」構造を生成する)実施形態を示す。層の数、およびどの層に溝を付けるかは、インダクターにとって好ましい特定の特性を鑑みて、利用可能な空間を鑑みて、および所望の製造工程を鑑みて、決定することができる。
4A and 4B show an alternative design that includes additional layers. In FIG. 4A,
当然のことながら、インダクターの金属部は必ずしも複数の層から構成されていない。該層まで到達する溝が形成された単一の層を含む(状況に応じて、上側の表面から下側の表面まで全部を貫通する場合も)金属部もまた、本発明の実施に役立つ。しかし、複数の層を使用することは実際的な見地からみて有利でありうる。その理由は、部品を製造するこの方法−すなわち、所望の高さに到達するまで複数の層を塗布する方法は、たとえば従来のCMOSまたはバイポーラIC処理において一般に使用されているからである。 As a matter of course, the metal part of the inductor is not necessarily composed of a plurality of layers. Metal parts also include a single layer with a groove that reaches the layer (and may penetrate all the way from the upper surface to the lower surface, depending on the circumstances), to help practice the present invention. However, the use of multiple layers can be advantageous from a practical point of view. The reason is that this method of manufacturing a part--that is, the method of applying multiple layers until the desired height is reached is commonly used, for example, in conventional CMOS or bipolar IC processing.
このような工程の例の概略が図5A−5Eに示され、該図は、製造工程の後続するステップにおける、本発明の実施形態による平面螺旋形状のインダクターの断面のうちいくつかの断面図である。 An outline of an example of such a process is shown in FIGS. 5A-5E, which are several cross-sectional views of a cross-section of a planar spiral inductor according to an embodiment of the invention in a subsequent step of the manufacturing process. is there.
図5Aは、二酸化ケイ素の層310がシリコン基板302の上に蒸着された第1の工程を示す。
FIG. 5A shows a first step in which a layer of
第2の工程では、第1の金属層が二酸化ケイ素層の上側の層の部分に塗布され、結果を図5Bに示す。 In the second step, a first metal layer is applied to the upper layer portion of the silicon dioxide layer and the result is shown in FIG. 5B.
図5Cは、後続する工程において、該第1の金像層と後続の層との間に絶縁を提供するため、第2の二酸化ケイ素の層320が第1の二酸化ケイ素の層310および第1の金属層12に塗布される様子を示す。
FIG. 5C shows that in a subsequent step, the second
後続する工程では、該第2の二酸化ケイ素の層320中に溝330が従来の方法で形成され、これによって図5Dに示す構造が生成され、該構造では該溝330が二酸化ケイ素から成る隔壁325によって分離されている。
In a subsequent step, a
次に金属をこれら溝330に塗布し、これによって層11(「溝の付いた」層)および12(「溝の付いていない」溝)によって形成された金属インダクター中の溝20に対応する二酸化ケイ素325によって分離された第2の金属層11を提供する。
Metal is then applied to these
こうしてこのような方法で、たとえば従来のCMOSまたはバイポーラIC工程を用いて層を追加することによって、任意の数の層および該層を通って延びる溝を有する平面インダクターを達成することができる。 Thus, planar inductors having any number of layers and grooves extending therethrough can be achieved in this manner, for example by adding layers using conventional CMOS or bipolar IC processes.
本明細書の説明および請求項全体において、単語「含む」および「含んでいる」といったこの単語の変形は、他の混和物、部品、数、工程を除外することを意図していない。 Throughout this description and claims, variations of this word, such as the words “include” and “include”, are not intended to exclude other admixtures, parts, numbers, steps.
本発明はインダクター、とりわけ集積回路に用いられる種類の金属の平面インダクターに利用することができる。 The present invention can be used for inductors, particularly planar inductors of the type of metal used in integrated circuits.
300、310・・基板、11−14・・金属元素、20・・溝、11、13、14・・溝の付いた層、12・・溝の付いていない層。 300, 310 ... substrate, 11-14 ... metal element, 20 ... groove, 11, 13, 14 ... grooved layer, 12 ... non-grooved layer.
Claims (14)
前記金属元素に溝(20)を提供する工程
を含み、
溝(20)が基板(300、310)の表面と略直角方向に金属元素へと延びるようにされたことを特徴とする方法。 Applying a metal element (11, 12) onto a substrate (300, 310); and providing a groove (20) in the metal element;
A method characterized in that the groove (20) extends into the metal element in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate (300, 310).
金属元素に溝を提供する工程が、
前記少なくとも一層の金属層(12)の上に非金属材料(320)を塗布する工程;
前記非金属材料中に溝(330)を形成し、前記溝は前記非金属材料(320)製の隔壁(325)によって分離されている工程;
前記溝(325)に金属を充填し、これによって溝の付いた金属層(11)を形成する工程
を含んだことを特徴とする請求項13の方法。 Applying the metal element on the substrate (300, 310) includes applying at least one metal layer (12) on the substrate; and providing a groove in the metal element;
Applying a non-metallic material (320) on the at least one metal layer (12);
Forming a groove (330) in the non-metallic material, the groove being separated by a partition wall (325) made of the non-metallic material (320);
14. The method of claim 13, including the step of filling said groove (325) with metal, thereby forming a grooved metal layer (11).
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